何昊軒

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施

何昊軒

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

隨著我國(guó)工業(yè)行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)加工技術(shù)已逐漸被數(shù)控機(jī)床技術(shù)所取代，并使工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了精確、方便、快捷的生產(chǎn)模式。但是，其加工生產(chǎn)過(guò)程仍存在部分干擾因素，如常見(jiàn)的振動(dòng)因素，機(jī)械在加工過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)會(huì)給正常生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)一定不良影響，并給整個(gè)機(jī)械加工效率帶來(lái)干擾。因此，文章針對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因展開(kāi)分析，并提出相關(guān)解決措施。

機(jī)械加工；成因；解決措施

機(jī)械加工是一項(xiàng)對(duì)加工精準(zhǔn)度、精細(xì)度要求極高的加工工程，若機(jī)械在加工過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，會(huì)直接導(dǎo)致加工刀具出現(xiàn)位移問(wèn)題，使得產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)外觀振痕，對(duì)產(chǎn)品加工質(zhì)量造成一系列問(wèn)題。另外，機(jī)械加工振動(dòng)還會(huì)直接導(dǎo)致加工系統(tǒng)受到工件反作用力，引起刀具出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，嚴(yán)重可直接導(dǎo)致刀具出現(xiàn)崩刃，使得機(jī)械加工機(jī)床系統(tǒng)受到損壞，機(jī)床難以正常運(yùn)行。這表示機(jī)械在加工過(guò)程中，需合理使用各個(gè)設(shè)備，按照規(guī)范的操作方式降低機(jī)械振動(dòng)幾率，這是解決機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象的重要舉措。

1 機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的成因分析

（1）強(qiáng)迫振動(dòng)的外因與內(nèi)因。強(qiáng)迫振動(dòng)是機(jī)械加工過(guò)程中十分常見(jiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象，該振動(dòng)因素可分為外因與內(nèi)因，但綜合整體來(lái)說(shuō)多以?xún)?nèi)因常見(jiàn)，導(dǎo)致機(jī)械加工過(guò)程中出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)的主要因素可包括：①機(jī)床的回傳件存在不平衡問(wèn)題，使得機(jī)械的離心力偏移，出現(xiàn)了周期變化，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要因素是由于卡盤(pán)和皮帶輪回轉(zhuǎn)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象所致。②因機(jī)床本身的傳動(dòng)零件存在缺陷問(wèn)題使得軸傳動(dòng)力發(fā)生變化。如較為常見(jiàn)的因塞鐵間隙過(guò)大或者刀架部件在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象均會(huì)改變軸傳動(dòng)力。③切削力的運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)切削不均使得機(jī)械發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)。而機(jī)械加工過(guò)程中引發(fā)外部振動(dòng)因素的都是由地基振動(dòng)所導(dǎo)致，例如機(jī)械設(shè)備中的沖壓機(jī)械，該機(jī)械在加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的地基振動(dòng)現(xiàn)象，使得機(jī)械加工過(guò)程出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)。

（2）機(jī)械振動(dòng)中的自激振動(dòng)。自激振動(dòng)在機(jī)械加工過(guò)程中的發(fā)生因素主要是由相互作用力所引起，其主要因素可包括這些：①機(jī)械加工時(shí)，切削與其他刀具或者工件出現(xiàn)了摩擦，使得摩擦力引發(fā)了機(jī)械加工的振動(dòng)現(xiàn)象。②機(jī)械加工的內(nèi)部工件硬度不同，使得在加工過(guò)程中刀具發(fā)生崩刀現(xiàn)象，引發(fā)了自激震蕩。③機(jī)械加工時(shí)各個(gè)器具安裝問(wèn)題引起，如刀具在安裝時(shí)未安裝穩(wěn)固，使得器具在加工過(guò)程中發(fā)生顫動(dòng)，引發(fā)自激振蕩。④機(jī)械加工在加工細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)的工件時(shí)因機(jī)械剛性問(wèn)題，使得工件表面出現(xiàn)波紋現(xiàn)象，從而引發(fā)自激振蕩問(wèn)題。⑤機(jī)械在加工過(guò)程中因切削量不合理使得機(jī)械出現(xiàn)自激問(wèn)題。

2 機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的解決措施

（1）降低強(qiáng)迫振動(dòng)的有效措施。降低機(jī)械加工過(guò)程中的強(qiáng)迫振動(dòng)可從兩個(gè)方面進(jìn)行改善，①對(duì)振動(dòng)的源頭因素采取防控措施。針對(duì)機(jī)械設(shè)備中運(yùn)轉(zhuǎn)速度高的各個(gè)器件在使用前進(jìn)行平衡測(cè)試，如對(duì)砂輪器件，這類(lèi)器件通常運(yùn)轉(zhuǎn)速度極高，器件表面又是以磨砂狀為主，砂粒非常不均勻，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因受到不同程度的磨損，使器件表面不再平整，最終導(dǎo)致砂輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)，對(duì)主軸帶來(lái)?yè)p害。對(duì)此，機(jī)械在使用前，需對(duì)砂輪的平整狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)不平整部位進(jìn)行修整，確保砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定，減少振動(dòng)問(wèn)題。另外，還可選擇合適機(jī)械運(yùn)行的傳動(dòng)帶來(lái)減少加工過(guò)程的振動(dòng)問(wèn)題。②采用隔振材料進(jìn)行改善，在外部因素的強(qiáng)迫振動(dòng)上，可通過(guò)使用隔振材料來(lái)減少機(jī)械加工的外部振動(dòng)給設(shè)備工件造成的不良影響，在機(jī)械加工過(guò)程中可在設(shè)備與地面之間墊一層隔振策略，或者墊其它的彈性材料，盡可能的減少?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)給工件帶來(lái)的損害。③通過(guò)提高系統(tǒng)阻尼對(duì)來(lái)減少機(jī)械加工產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動(dòng)，首先，需從改善機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性著手改善，并提高阻尼系數(shù)，使振動(dòng)問(wèn)題得到解決。如，可通過(guò)安裝阻尼器來(lái)增加阻尼，在機(jī)械主軸部位安裝阻尼材料，提高設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。

（2）減少自激振動(dòng)的有效途徑。機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械自激振動(dòng)的問(wèn)題可從兩個(gè)方面進(jìn)行改善：①選擇合適的機(jī)械刀具幾何參數(shù)，從以往機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械發(fā)生振動(dòng)的因素來(lái)看，刀具的幾何參數(shù)對(duì)機(jī)械加工振動(dòng)有著極大影響，因此，在選擇機(jī)械加工刀具時(shí)，需對(duì)各個(gè)刀具的集合參數(shù)做到完全了解，從而選擇合適的刀具類(lèi)型。在機(jī)械振動(dòng)因素上，刀具幾何參數(shù)中的前角是引發(fā)刀具出現(xiàn)振動(dòng)的重要因素，其次則為主偏角，該幾何參數(shù)的刀具與機(jī)械加工過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)的問(wèn)題是呈現(xiàn)正比關(guān)聯(lián)，而前角則是反比。因此，在選擇集合參數(shù)刀具時(shí)，合理的選擇能夠極大減少機(jī)械加工的機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題。②改善加工機(jī)械工藝，機(jī)械加工過(guò)程中，若忽視了機(jī)械本身的抗振問(wèn)題，也會(huì)給機(jī)械加工過(guò)程造成振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)此，為了減少振動(dòng)現(xiàn)象，需加強(qiáng)對(duì)機(jī)械工藝本身性能的改善，對(duì)各個(gè)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的接觸面加強(qiáng)剛度的提升，對(duì)工件表面做好打磨工作，對(duì)軸承與主軸之間的縫隙做好控制，提升預(yù)緊力。

綜上所述，機(jī)械加工過(guò)程中導(dǎo)致機(jī)械發(fā)生振動(dòng)的原因較多，這些因素不僅給機(jī)械加工的生產(chǎn)效率帶來(lái)了直接影響，也給機(jī)械工件的性能與質(zhì)量帶來(lái)了損害，因此，當(dāng)機(jī)械設(shè)備在加工過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，需對(duì)各個(gè)振動(dòng)原因進(jìn)行排查，找到根本因素，對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的改善，減少振動(dòng)現(xiàn)象，使機(jī)械加工更具保障。

［1］劉建新，楊慶玲.機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施［J］.常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，22（1）：6-9.

［2］李東，傅曉陽(yáng).機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施研究［J］.綠色環(huán)保建材，2016，13（10）：213.

［3］花磊，劉展.機(jī)械加工過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的成因及解決措施［J］.黑龍江科技信息，2015，14（16）：135.

Causes and Solutions of Mechanical Vibration in Machining Process

HE Hao-xuan

（School of Nuclear Technology and Automation，Chengdu University of Technology，Chengdou，Sichuan 610059，China）

With the continuous development of China's industry，the traditional industrial processing technology has gradually been replaced by CNC machine tool technology，and has realized accurate，convenient and efficient mode of industrial production. However，there are still some interference factors in the production process，the common factors such as vibration，and strong mechanical vibration generated during processing will bring some adverse effects to the normal production process，and brings interference to the whole machining efficiency.Therefore，this paper analyzes the causes of mechanical vibration in the process of machining，and puts forward relevant solutions.

mechanical processing；causes；Solutions

TB533.1

A

2095-980X（2017）01-0043-01

2016-12-23

何昊軒（1992-），男，四川攀枝花人，大學(xué)本科，主要研究方向：機(jī)械工程。